(57)【要約】【課題】磁気ディスク装置において、記録時における磁気記録素子部の浮上量マージンを低減して高記録密度化及び装置の大容量化あるいは小型化を図ること。【解決手段】磁気ディスク装置１１は、回転自在に配設された磁気ディスク１０と、磁気ディスク面に対向するように配置される磁気ヘッドスライダとを備え、磁気ディスク１０と磁気ヘッドスライダ１との間に空気流を発生させて浮上させて磁気記録素子２により情報を記録する。磁気ヘッドスライダ１は、スライダ基板部１ａと、スライダ基板部上に薄膜プロセスを用いて形成された薄膜ヘッド部１ｂとを備える。薄膜ヘッド部１ｂは、絶縁部材４と、絶縁部材４内に設けられた磁気記録素子２と、磁気記録素子２による発熱を磁気記録素子２の側方からスライダ基板部１ａに放熱させる放熱部材２０とを備え。【選択図】図２
2006344270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在に配設された磁気ディスクと、
前記磁気ディスク面に対向するように配置される磁気ヘッドスライダとを備えて構成され、
前記磁気ディスクと前記磁気ヘッドスライダとの間に空気流を発生させて前記磁気ヘッドスライダを浮上させ、前記磁気ヘッドスライダに設けられた磁気記録素子により前記磁気ディスクに情報を記録する磁気ディスク装置において、
前記磁気ヘッドスライダは、スライダ基板部と、前記スライダ基板部上に薄膜プロセスを用いて形成された薄膜ヘッド部とを備え、
前記薄膜ヘッド部は、絶縁部材と、前記絶縁部材内に設けられた前記磁気記録素子と、前記磁気記録素子による発熱を前記磁気記録素子の側方から前記スライダ基板部に放熱させる放熱部材とを備えて構成されている
ことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項２】
請求項１に記載の磁気ディスク装置において、前記スライダ基板部及び前記放熱部材は前記絶縁部材の熱伝導率より高い熱伝導率を有する材料で形成されていることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項３】
請求項２に記載の磁気ディスク装置において、前記スライダ基板部はアルミナと炭化チタンとの混合焼結体で形成され、前記絶縁部材はアルミナで形成され、前記放熱部材は前記絶縁部材より熱伝導率が高い金属材料で形成されていることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項４】
請求項１に記載の磁気ディスク装置において、前記薄膜ヘッド部は前記磁気記録素子のスライダ基板部側に並置された磁気再生素子を備え、前記放熱部材は、前記磁気記録素子及び前記磁気再生素子を両側から挟む面を有するように形成されていることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項５】
請求項４に記載の磁気ディスク装置において、前記放熱部材は、前記磁気記録素子及び前記磁気再生素子の両側に対向する２つの辺と、前記磁気記録素子の反スライダ基板部側と対向する１つの辺とから形成されていることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項６】
請求項５に記載の磁気ディスク装置において、前記磁気記録素子及び前記磁気再生素子の両側に対向する２つの辺のそれぞれの肉厚は、前記磁気記録素子の反スライダ基板部側と対向する前記１つの辺の肉厚より厚く形成されていることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項７】
請求項１に記載の磁気ディスク装置において、前記放熱部材は前記スライダ基板部の面に対向して熱的に接続される平面部を有することを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項８】
請求項７に記載の磁気ディスク装置において、前記スライダ基板部の面に対向して熱的に接続される前記平面部は面積が２０μｍ２以上であることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項９】
請求項７に記載の磁気ディスク装置において、前記スライダ基板部の面に熱的に接続される前記平面部は前記スライダ基板部の面に直接接触されていることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項１０】
請求項７に記載の磁気ディスク装置において、前記スライダ基板部の面に熱的に接続される前記平面部は前記スライダ基板部の面までの距離が２０μｍ以下であることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の磁気ディスク装置において、前記磁気ヘッドスライダの浮上面を形成する空気軸受面は、記録時に前記磁気ディスクに最も接近し且つ前記磁気記録素子が設置された第１の面と、この第１の面から所定の異なる深さを有する２つ以上の面とから構成され、前記放熱部材は前記空気軸受面に投影した位置が前記第１の面以外の深さの面内にあることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の磁気ディスク装置において、前記磁気ヘッドスライダの浮上面を形成する空気軸受面は、記録時に前記磁気ディスクに最も接近し且つ前記磁気記録素子が設置された第１の面と、前記第１の面から約５ｎｍ乃至５０ｎｍの深さを有する第２の面と、前記第２の面から所定の深さを有する第３の面と、前記第３の面より更に深くに位置する第４の面とから構成され、前記放熱部材は前記空気軸受面に投影した位置が第２の面内にあることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の磁気ディスク装置において、前記放熱部材は前記絶縁部材の線膨張係数よりも大きい線膨張係数を有する材料から形成されていることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項１４】
請求項１１または１２に記載の磁気ディスク装置において、前記第１の面は幅方向の中央部に位置して設けられ、前記放熱部材は、前記磁気記録素子の両側に対向する２つの辺と、前記磁気記録素子の反スライダ基板部側と対向する１つの辺とから形成されていると共に、前記空気軸受面に投影した位置が前記第１の面を縁取る形状に形成されていることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項１５】
スライダ基板部と、前記スライダ基板部上に薄膜プロセスを用いて形成された薄膜ヘッド部とを備え、
磁気ディスクとの間に空気流を発生させて浮上させる浮上面を有すると共に、前記磁気ディスクに情報を記録する磁気記録素子を有する磁気ヘッドスライダにおいて、
前記薄膜ヘッド部は、絶縁部材と、前記絶縁部材内に設けられた前記磁気記録素子と、前記磁気記録素子による発熱を前記磁気記録素子の側方から前記スライダ基板部に放熱させる放熱部材とを備えて構成されている
ことを特徴とする磁気ヘッドスライダ。
【請求項１６】
回転自在に配設された磁気ディスクと、
前記磁気ディスク面に対向するように配置される磁気ヘッドスライダとを備えて構成され、
前記磁気ディスクと前記磁気ヘッドスライダとの間に空気流を発生させて前記磁気ヘッドスライダを浮上させ、前記磁気ヘッドスライダに設けられた磁気記録素子及び磁気再生素子からなる磁気記録再生素子により前記磁気ディスクに情報を記録及び前記磁気ディスクの情報を再生する磁気ディスク装置において、
前記磁気ヘッドスライダは、スライダ基板部と、前記スライダ基板部上に薄膜プロセスを用いて形成された薄膜ヘッド部とを備えると共に、
前記薄膜ヘッド部は、絶縁部材と、前記絶縁部材内に設けられた前記磁気記録再生素子と、前記磁気記録再生素子の近傍に前記絶縁部材の線膨張係数よりも大きい線膨張係数を有する膨張部材とを備えて構成され、
前記磁気ヘッドスライダの浮上面を形成する空気軸受面は、記録時に前記磁気ディスクに最も接近し且つ前記磁気記録素子が設置され且つ第２の面より幅狭の第１の面と、前記第１の面から約５ｎｍ乃至５０ｎｍの深さを有する前記第２の面と、前記第２の面から所定の深さを有する第３の面と、前記第３の面より更に深くに位置する第４の面とから構成され、
前記膨張部材は、前記空気軸受面に投影した位置が前記第２の面内にあると共に、環境温度の上昇に伴って前記第２の面を局部的に突出させて浮上量を補正するように設けられている
ことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項１７】
スライダ基板部と、前記スライダ基板部上に薄膜プロセスを用いて形成された薄膜ヘッド部とを備え、
磁気ディスクとの間に空気流を発生させて浮上させる浮上面を有すると共に、前記磁気ディスクに情報を記録する磁気記録素子及び前記磁気ディスクの情報を再生する磁気再生素子を有する磁気ヘッドスライダにおいて、
前記薄膜ヘッド部は、絶縁部材と、前記絶縁部材内に設けられた前記磁気記録素子または前記磁気再生素子と、前記磁気記録素子または前記磁気再生素子の近傍に前記絶縁部材の線膨張係数よりも大きい線膨張係数を有する膨張部材とを備えて構成され、
前記磁気ヘッドスライダの浮上面を形成する空気軸受面は、記録時に前記磁気ディスクに最も接近し且つ前記磁気記録素子が設置され且つ第２の面より幅狭の第１の面と、前記第１の面から約５ｎｍ乃至５０ｎｍの深さを有する前記第２の面と、前記第２の面から所定の深さを有する第３の面と、前記第３の面より更に深くに位置する第４の面とから構成され、
前記膨張部材は、前記空気軸受面に投影した位置が前記第２の面内にあると共に、環境温度の上昇に伴って前記第２の面を局部的に突出させて浮上量を補正するように設けられている
ことを特徴とする磁気ヘッドスライダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスク装置及び磁気ヘッドスライダに係り、特に前記磁気ヘッドスライダを磁気ディスク上に浮上させて情報を記録する磁気ディスク装置及びこれに用いる磁気ヘッドスライダに好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置は、回転する磁気ディスクと、磁気記録素子を搭載して且つ磁気ヘッド支持機構によって支持されて磁気ディスクの径方向に位置決めされる磁気ヘッドスライダとを有し、磁気ヘッドスライダが相対的に磁気ディスク上を走行して磁気ディスクに情報を記録するように構成されている。この磁気ヘッドスライダは、空気潤滑軸受機能を有し、空気のくさび膜効果によって磁気ディスク面に対して浮上し、磁気ディスクと磁気ヘッドスライダとが直接には固体接触しないようになっている。
【０００３】
従来の磁気ディスク装置に用いられる磁気ヘッドスライダとしては、コイル導体の発熱による浮上面方向への突出及びコイル導体自体の断線を防止するために案出された特開２００２−２５００６号公報（特許文献１）に示されたものがある。この磁気ヘッドスライダは、前端部で上部磁極に磁気的に結合している上部コア層と、前端部で下部磁極に磁気的に結合している下部コア層と、上部コア層及び下部コア層間に挿通しているコイル導体と、コイル導体を挟んで形成されたコイル絶縁層とを含むインダクティブ型書込みヘッド素子（磁気記録素子）とを備えている。そして、この特許文献１の図７に示す磁気ヘッドスライダでは、上部コア層の外側後方及び外側の両側方におけるコイル絶縁層の上に熱伝導特性の良好な熱拡散部材が形成され、上部コア層及び熱拡散部材の上に絶縁部材である保護層が形成されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２５００６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
最近、磁気ディスク装置においては、高記録密度化と、それによる装置の大容量化あるいは小型化が強く望まれている。これらを実現するためには、磁気ヘッドスライダと磁気ディスクとの距離（すなわち、スライダ浮上量）を縮め、磁気ディスクの線記録密度を上げることが有効である。
【０００６】
従来からスライダ浮上量の設計においては、加工ばらつき、使用環境気圧差、及び使用環境温度差などによる浮上量低下を見込み、最悪条件でも磁気ヘッドスライダと磁気ディスクとが接触しないように、浮上量マージンを設けてきた。
【０００７】
前記使用環境温度差による浮上量低下には、二種類の要因がある。その一つは、記録電流がコイル導体に流れる時の電磁誘導によって磁極で発生する渦電流損による発熱（鉄損）と記録電流によるコイル導体の発熱（銅損）との和である発熱によって磁気ヘッドの磁気記録素子近辺を加熱し、この部分を熱膨張させることによるナノメートルオーダの局所的な熱突出に起因する浮上量低下である。もう一つは、磁気記録素子近辺の磁気シールドや磁極の金属材料と、それ以外の部分のセラミックス絶縁材料との線膨張係数差が原因で、環境温度の上昇によって起こるナノメートルオーダの局所的な熱突出に起因する浮上量低下である。
【０００８】
そこで、使用環境に応じて浮上量を一定に保てるスライダを実現することができれば、浮上量マージンを低減することができ、磁気ヘッドスライダと磁気ディスクとの接触を防ぎつつ、磁気ヘッドスライダの浮上量を大幅に縮めることができることとなる。
【０００９】
前記特許文献１では、書込みヘッド素子による発熱の熱拡散部材及び保護層を通して保護層の表面から空気中に放出するようにしているが、絶縁部材である保護層の表面からの放熱効率が低いことや、保護層の表面積が小さいことなどのため、書込みヘッド素子による発熱を熱拡散部材を通して外部に十分に放熱することが困難である。このため、磁気記録素子部の熱突出を十分に抑制することができず、浮上量マージンを十分に低減できないという課題が残っていた。
【００１０】
また、前記特許文献１のように磁気記録素子の近傍に熱拡散膜を設けた場合、環境温度上昇時に熱拡散膜も膨張することによって磁気記録素子による浮上面の熱突出を助長してしまうという課題が生じていた。
【００１１】
本発明の目的は、記録時における磁気記録素子部の浮上量マージンを低減して高記録密度化及び装置の大容量化あるいは小型化を図ることができる磁気ディスク装置及び磁気ヘッドスライダを提供することにある。
【００１２】
本発明の別の目的は、記録時及び環境温度上昇時の両方における磁気記録素子部の浮上量マージンを低減して高記録密度化及び装置の大容量化あるいは小型化を図ることができる磁気ディスク装置及び磁気ヘッドスライダを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前述の目的を達成するための本発明の第１の態様は、回転自在に配設された磁気ディスクと、前記磁気ディスク面に対向するように配置される磁気ヘッドスライダとを備えて構成され、前記磁気ディスクと前記磁気ヘッドスライダとの間に空気流を発生させて前記磁気ヘッドスライダを浮上させ、前記磁気ヘッドスライダに設けられた磁気記録素子により前記磁気ディスクに情報を記録する磁気ディスク装置において、前記磁気ヘッドスライダは、スライダ基板部と、前記スライダ基板部上に薄膜プロセスを用いて形成された薄膜ヘッド部とを備え、前記薄膜ヘッド部は、絶縁部材と、前記絶縁部材内に設けられた前記磁気記録素子と、前記磁気記録素子による発熱を前記磁気記録素子の側方から前記スライダ基板部に放熱させる放熱部材とを備えて構成されているものである。
【００１４】
係る本発明の第１の態様におけるより好ましい具体的構成例は次の通りである。
（１）前記スライダ基板部及び前記放熱部材は前記絶縁部材の熱伝導率より高い熱伝導率を有する材料で形成されていること。
（２）前記（１）において、前記スライダ基板部はアルミナと炭化チタンとの混合焼結体で形成され、前記絶縁部材はアルミナで形成され、前記放熱部材は前記絶縁部材より熱伝導率が高い金属材料で形成されていること。
（３）前記薄膜ヘッド部は前記磁気記録素子のスライダ基板部側に並置された磁気再生素子を備え、前記放熱部材は、前記磁気記録素子及び前記磁気再生素子を両側から挟む面を有するように形成されていること。
（４）前記（３）において、前記放熱部材は、前記磁気記録素子及び前記磁気再生素子の両側に対向する２つの辺と、前記磁気記録素子の反スライダ基板部側と対向する１つの辺とから形成されていること。
（５）前記（４）において、前記磁気記録素子及び前記磁気再生素子の両側に対向する２つの辺のそれぞれの肉厚は、前記磁気記録素子の反スライダ基板部側と対向する前記１つの辺の肉厚より厚く形成されていること。
（６）前記放熱部材は前記スライダ基板部の面に対向して熱的に接続される平面部を有すること。
（７）前記（６）において、前記スライダ基板部の面に対向して熱的に接続される前記平面部は面積が２０μｍ２以上であること。
（８）前記（６）において、前記スライダ基板部の面に熱的に接続される前記平面部は前記スライダ基板部の面に直接接触されていること。
（９）前記（６）において、前記スライダ基板部の面に熱的に接続される前記平面部は前記スライダ基板部の面までの距離が２０μｍ以下であること。
（１０）前記磁気ヘッドスライダの浮上面を形成する空気軸受面は、記録時に前記磁気ディスクに最も接近し且つ前記磁気記録素子が設置された第１の面と、この第１の面から所定の異なる深さを有する２つ以上の面とから構成され、前記放熱部材は前記空気軸受面に投影した位置が前記第１の面以外の深さの面内にあること。
（１１）前記磁気ヘッドスライダの浮上面を形成する空気軸受面は、記録時に前記磁気ディスクに最も接近し且つ前記磁気記録素子が設置された第１の面と、前記第１の面から約５ｎｍ乃至５０ｎｍの深さを有する第２の面と、前記第２の面から所定の深さを有する第３の面と、前記第３の面より更に深くに位置する第４の面とから構成され、前記放熱部材は前記空気軸受面に投影した位置が第２の面内にあること。
（１２）前記（１１）において、前記放熱部材は前記絶縁部材の線膨張係数よりも大きい線膨張係数を有する材料から形成されていること。
（１３）前記（１０）または（１１）において、前記第１の面は幅方向の中央部に位置して設けられ、前記放熱部材は、前記磁気記録素子の両側に対向する２つの辺と、前記磁気記録素子の反スライダ基板部側と対向する１つの辺とから形成されていると共に、前記空気軸受面に投影した位置が前記第１の面を縁取る形状に形成されていること。
【００１５】
また、本発明の第２の態様は、スライダ基板部と、前記スライダ基板部上に薄膜プロセスを用いて形成された薄膜ヘッド部とを備え、磁気ディスクとの間に空気流を発生させて浮上させる浮上面を有すると共に、前記磁気ディスクに情報を記録する磁気記録素子を有する磁気ヘッドスライダにおいて、前記薄膜ヘッド部は、絶縁部材と、前記絶縁部材内に設けられた前記磁気記録素子と、前記磁気記録素子による発熱を前記磁気記録素子の側方から前記スライダ基板部に放熱させる放熱部材とを備えて構成されているものである。
【００１６】
また、前記別の目的を達成するための本発明の第３の態様は、回転自在に配設された磁気ディスクと、前記磁気ディスク面に対向するように配置される磁気ヘッドスライダとを備えて構成され、前記磁気ディスクと前記磁気ヘッドスライダとの間に空気流を発生させて前記磁気ヘッドスライダを浮上させ、前記磁気ヘッドスライダに設けられた磁気記録素子及び磁気再生素子からなる磁気記録再生素子により前記磁気ディスクに情報を記録及び前記磁気ディスクの情報を再生する磁気ディスク装置において、前記磁気ヘッドスライダは、スライダ基板部と、前記スライダ基板部上に薄膜プロセスを用いて形成された薄膜ヘッド部とを備えると共に、前記薄膜ヘッド部は、絶縁部材と、前記絶縁部材内に設けられた前記磁気記録再生素子と、前記磁気記録再生素子の近傍に前記絶縁部材の線膨張係数よりも大きい線膨張係数を有する膨張部材とを備えて構成され、前記磁気ヘッドスライダの浮上面を形成する空気軸受面は、記録時に前記磁気ディスクに最も接近し且つ前記磁気記録素子が設置され且つ第２の面より幅狭の第１の面と、前記第１の面から約５ｎｍ乃至５０ｎｍの深さを有する前記第２の面と、前記第２の面から所定の深さを有する第３の面と、前記第３の面より更に深くに位置する第４の面とから構成され、前記膨張部材は、前記空気軸受面に投影した位置が前記第２の面内にあると共に、環境温度の上昇に伴って前記第２の面を局部的に突出させて浮上量を補正するように設けられているものである。
【００１７】
また、本発明の第４の態様は、スライダ基板部と、前記スライダ基板部上に薄膜プロセスを用いて形成された薄膜ヘッド部とを備え、磁気ディスクとの間に空気流を発生させて浮上させる浮上面を有すると共に、磁気ディスクとの間に空気流を発生させて浮上させる浮上面を有すると共に、前記磁気ディスクに情報を記録する磁気記録素子及び前記磁気ディスクの情報を再生する磁気再生素子を有する磁気ヘッドスライダにおいて、前記薄膜ヘッド部は、絶縁部材と、前記絶縁部材内に設けられた前記磁気記録素子または前記磁気再生素子と、前記磁気記録素子または前記磁気再生素子の近傍に前記絶縁部材の線膨張係数よりも大きい線膨張係数を有する膨張部材とを備えて構成され、前記磁気ヘッドスライダの浮上面を形成する空気軸受面は、記録時に前記磁気ディスクに最も接近し且つ前記磁気記録素子が設置され且つ第２の面より幅狭の第１の面と、前記第１の面から約５ｎｍ乃至５０ｎｍの深さを有する前記第２の面と、前記第２の面から所定の深さを有する第３の面と、前記第３の面より更に深くに位置する第４の面とから構成され、前記膨張部材は、前記空気軸受面に投影した位置が前記第２の面内にあると共に、環境温度の上昇に伴って前記第２の面を局部的に突出させて浮上量を補正するように設けられているものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、記録時における磁気記録素子部の浮上量マージンを低減して高記録密度化及び装置の大容量化あるいは小型化を図ることができる磁気ディスク装置及び磁気ヘッドスライダを提供することができる。
【００１９】
また、本発明によれば、記録時及び環境温度上昇時の両方における磁気記録素子部の浮上量マージンを低減して高記録密度化及び装置の大容量化あるいは小型化を図ることができる磁気ディスク装置及び磁気ヘッドスライダを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の複数の実施形態について図を用いて説明する。各実施形態の図における同一符号は同一物または相当物を示す。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態の磁気ディスク装置及び磁気ヘッドスライダを図１から図１３を用いて説明する。
【００２１】
この第１実施形態に係る磁気ディスク装置の全体構成を図１を参照しながら説明する。図１は本発明の第１実施形態の磁気ディスク装置の斜視図である。
【００２２】
磁気ディスク装置１１は、コンピュータ装置などに搭載されるハードディスク装置として適用されるものであり、回転自在に配設された磁気ディスク１０と、磁気ディスク面に対向するように配設される磁気ヘッドスライダ（以下、スライダと略す）１と、このスライダ１を磁気ディスク１０面の半径方向に移動させる駆動装置４１とを備えて構成されている。そして、この磁気ディスク装置１１は、回転する磁気ディスク１０とスライダ１との間に空気流を発生させ、この空気流によるくさび効果によってスライダ１を磁気ディスク１０から微小間隙で浮上させ、磁気ディスク１０とスライダ１とが直接固体接触しない状態で記録／再生するように構成されている。磁気ディスク装置１１の高記録密度化と、それによる装置の大容量化あるいは小型化を実現するためには、スライダ１と磁気ディスク１０の距離、すなわちスライダ浮上量を縮め、線記録密度を上げることが有効である。近年、スライダ浮上量は１０ｎｍ程度あるいは１０ｎｍ以下まで縮められている。
【００２３】
磁気ディスク１０は、磁気情報が格納される円板状の媒体であり、筐体内に設置されたスピンドルモータ１６に装着され、高速で回転される。この磁気ディスク１０は、ガラス等の硬質基板と、この硬質基板上に真空蒸着法等の薄膜形成手段により成膜されてなる磁性膜とを有して構成されている。
【００２４】
スライダ１は、磁気ディスク１０に対して情報を記録／再生するためのものであり、駆動装置４１の一部を構成する板ばね状のロードビーム１５の先端部に装着され、磁気ディスク１０の径方向に位置決めされ、ロードビーム１５によって磁気ディスク面側への押し付け荷重が与えられている。即ち、スライダ１は、相対的に磁気ディスク１０上を走行して、磁気ディスク１０に記録された磁気情報を読み、磁気ディスク１０に書き込みする。スライダ１は回転する磁気ディスク１０と対面され、空気流を受けるスライダ１の後端面が空気流出端面となる。ロードビーム１５は磁気ヘッド支持機構を構成する。
【００２５】
駆動装置４１は、ロードビーム１５及びボイスコイルモータ１６を備えて構成されている。このロードビーム１５はボイスコイルモータ１６により回転運動が可能な形で支持されている。これによって、スライダ１は、ロードビーム１５を介してボイスコイルモータ１６により駆動されて磁気ディスク１０上の任意の半径位置に移動されるシーク動作を行い、磁気ディスク面全体で記録／再生を行なう。そして、スライダ１は、装置の停止時あるいは記録／再生命令が一定時間無い時に、磁気ディスク１０の外側に位置するランプ１４に退避し、磁気ディスク１０面から離れた状態で保持される。なお、ここではロード・アンロード機構を備えた装置を示したが、装置停止中はスライダ１が磁気ディスク１０のある特定の領域で待機するコンタクト・スタート・ストップ方式の磁気ディスク装置１１でも本発明の効果は同様に得られる。
【００２６】
次に、上述したスライダ１の具体的構造に関して図２から図４を参照しながら説明する。図２は第１実施形態の磁気ディスク装置１１に用いるスライダ１の斜視図、図３は図２のスライダ１の要部拡大図、図４は図３のＡ−Ａ断面拡大図である。図４において、１７は磁気ディスク１０の回転方向を示す。
【００２７】
スライダ１は、スライダ基板部１ａと、このスライダ基板部１ａ上に薄膜プロセスを用いて形成された薄膜ヘッド部１ｂとを備えて構成されている。スライダ基板部１ａは、アルミナとチタンカーバイドとの混合焼結体（以後、アルチックと称する）に代表される材料で形成されている。薄膜磁気ヘッド部分１ｂは、スライダ基板部１ａ上に薄膜プロセスで形成された磁気記録素子２、磁気再生素子３、絶縁部材４および放熱部材２０などから成る。ここで、磁気記録素子２は磁気ディスク１に情報を記録するためのものであり、磁気再生素子３は磁気ディスク１に記録された情報を再生するためのものである。磁気記録素子２と磁気再生素子３との両方を含めて磁気記録再生素子３０と呼ぶこととする。
【００２８】
スライダ１は、例えば、長さ１．２５ｍｍ、幅１．０ｍｍ、厚さ０．３ｍｍのほぼ直方体形状をしており、浮上面９、空気流入端面１２、空気流出端面１３、両側の側面、背面の計６面から構成される。なお、次世代のスライダは、質量減による位置決め精度の向上や低コスト化等のため、小型化の方向である。例えば、フェムトスライダと呼ばれる規格では、従来の約７０パーセントの大きさになり、長さ０．８５ｍｍ、０．７ｍｍ、厚さ０．２３ｍｍのスライダである。
【００２９】
浮上面９にはイオンミリングやエッチングなどのプロセスによって微細な段差（ステップ軸受）が設けられ、磁気ディスク１と対向して空気圧力を発生し、背面に付与される荷重を支える空気軸受の役目を果たしている。本発明は厚み０．１ｍｍのスライダに対しても有効であることを確認した。このスライダ厚み０．１ｍｍは、スライダとサスペンションの接着・配線における、サスペンションの端子とスライダの端子の形成において、一辺８０μｍの大きさの端子をスライダの流出端面に設けることを可能にするのに十分な厚さである。
【００３０】
浮上面９には前記のように段差が設けられ、浮上面９は実質的に平行な３種類の面に分類される。最も磁気ディスク１０に近い素子設置面５（５ａ）、この素子設置面５より約１００ｎｍ乃至２００ｎｍ深いステップ軸受面である浅溝面７、素子設置面５より約１μｍ深くなっている深溝面８の３種類の面で浮上面９が構成されている。なお、図示するように、素子設置面５は複数の構成要素５ａ、５ｂ、５ｃに分割されている。構成要素５ａは空気流出端近傍で幅方向の中央部に浅溝面７ａより幅狭に設置されている。また、構成要素５ａは、空気流出側が幅狭に形成され、その幅狭部の面内に磁気記録素子２及び磁気再生素子３が設置されている。構成要素５ｂ、５ｃは空気流入端近傍で幅方向の両側部に設置されている。浅溝面７は複数の構成要素７ａ、７ｂに分割されている。構成要素７ａは素子設置面５ａを取り囲むように設置され、構成要素７ｂは素子設置面５ｂ、５ｃを取り囲むように設置されている。
【００３１】
磁気ディスク１が回転することで生じる空気流が、ステップ軸受である浅溝面７から素子設置面である５へ進入する際に、先すぼまりの流路によって圧縮され、正の空気圧力を生じる。一方、素子設置面５や浅溝面７から深溝面８へ空気流が進入する際には流路の拡大によって、負の空気圧力が生じる。なお、図２は溝の深さを強調して示してある。
【００３２】
スライダ１は、空気流入端１２側の浮上量が空気流出端１３側の浮上量より大きくなるような姿勢で浮上するように設計されている。従って、流出端近傍の浮上面が磁気ディスク１に最も接近する。流出端近傍では、素子設置面５ａが周囲の浅溝面７、深溝面８に対して最も突出しているので、スライダピッチ姿勢およびロール姿勢が一定限度を超えて傾かない限り、素子設置面５ａが最も磁気ディスク１に近づくことになる。磁気記録素子２および磁気再生素子３は、素子設置面５ａの薄膜ヘッド部分１ｂに属する部分に形成されている。ロードビームから押し付けられる荷重と、浮上面９で生じる正負の空気圧力とがうまくバランスし、磁気記録素子２および磁気再生素子３から磁気ディスク１までの距離を１０ｎｍ程度の適切な値に保つよう、浮上面９の形状が設計されている。
【００３３】
また、素子設置面５ａ上には、万一、磁気ディスク１０との短時間かつ軽微な接触が起こっても摩耗しないよう、また磁気記録素子２および磁気再生素子３の腐食を防ぐため、厚さ数ｎｍの炭素保護膜９が形成されている。
【００３４】
なお、磁気ディスク１０の記録方式には、磁気ディスク１０上の磁化の方向が長手（面内）方向と垂直方向との二種類があり、磁気記録素子２、磁気再生素子３および磁気ディスク１０の構造が方式によって異なるが、本発明の効果はどちらの方式でも同様な効果が得られる。なお、媒体に垂直な方向に磁化信号を記録する垂直記録方式では、外部磁界を主磁極に入らないようにする必要があるので、放熱部材２０をＮｉＦｅ合金などの磁性材料で形成すれば、垂直記録ヘッドの外部磁界シールドとしても利用可能である。
【００３５】
薄膜ヘッド部１ｂは、コイルを流れる電流で磁極間に磁界を発生して磁気情報を記録するインダクティブ型磁気記録素子２と、磁界によって抵抗値が変化するのを測る磁気抵抗型の磁気再生素子３とを備えている。換言すれば、薄膜ヘッド部１ｂは、スライダ基板部１ａ上に、メッキ、スパッタ、研磨などの薄膜プロセスを用いて形成された、金属膜２０、２４、絶縁部材２５、樹脂膜２６、コイル導体２７などによって構成されている。絶縁部材２５はアルミナなどの材料で形成されている。磁気記録素子２及び磁気再生素子３は、浮上面側を露出する部分を除いて、周囲が絶縁部材２５内に埋設されている。磁気再生素子３は磁気記録素子２のスライダ基板部側に並置されている。換言すれば、磁気再生素子３と磁気記録素子２とは、空気流方向にこの順に配置されている。
【００３６】
次に、放熱部材２０の具体的構成に関して図３から図５を参照しながら説明する。図５は第１実施形態におけるスライダ１の変形例を示す要部斜視図である。
【００３７】
放熱部材２０は、磁気記録素子２による発熱を磁気記録素子２の少なくとも側方からスライダ基板部１ａに放熱させる機能を備えている。これによって、熱拡散部材（放熱部材）から保護層（絶縁部材）の表面を通して放熱する従来技術の場合と比較して、放熱量を格段に増大することができ、磁気記録素子近辺を記録時に加熱して熱膨張させることに起因する局所的な熱突出を抑制することができる。従って、記録時における磁気記録素子部の浮上量マージンを低減して高記録密度化及び装置の大容量化あるいは小型化を図ることができる。なお、スライダ基板部１ａは絶縁部材４より大きな体積及び表面積を有していると共に磁気ディスク１０に近接する大きな表面積を有しているので、スライダ基板部１ａに放出された熱は、スライダ基板部１ａ内に蓄積されることなく、主な熱が磁気ディスク１０に放射されると共に、残りの熱が空気中に熱伝達されて放出される。
【００３８】
具体的には、スライダ基板部１ａ及び放熱部材２０は絶縁部材４の熱伝導率より高い熱伝導率を有する金属膜で形成されている。なお、放熱部材２０は、スライダ基板部１ａ上に形成されたアルミナ等の材料からなる絶縁部材４よりも高い熱伝導係数の材料、例えばＡｕ、Cu、NiFe等の金属、又は、Ａｌ２Ｏ３・ＴｉＣ、ＳｉＣ、等のセラミックスからなる群から選ばれた材料（例えば、金属単体、合金又は、化合物）により形成することが可能である。
【００３９】
そして、放熱部材２０は、少なくとも磁気記録素子２及び磁気再生素子３を両側から挟む面２０ａ１を有するように構成されている。磁気記録素子２による発熱により磁気再生素子３が加熱され、磁気記録再生素子３０の全体が膨張して局所的に大きく熱突出しようとするが、かかる構成によって、磁気記録素子２及び磁気再生素子３の両側から発する熱をスライダ基板部１ａに放熱させることができ、この点からも、記録時における磁気記録素子部の浮上量マージンを低減して高記録密度化及び装置の大容量化あるいは小型化を図ることができる。
【００４０】
放熱部材２０は、磁気記録素子２及び磁気再生素子３の両側に対向する面２０ａ１を有する２つの辺２０ａと、磁気記録素子２の反スライダ基板部側と対向する面２０ａ１を有する１つの辺２０ｂとから形成されている。これによって、磁気記録素子２の反スライダ基板部側から発する熱も放熱部材２０の１つの辺２０ｂ、２つの辺２０ａを経由してスライダ基板部１ａに放熱させることができ、この点からも、記録時における磁気記録素子部の浮上量マージンを低減して高記録密度化及び装置の大容量化あるいは小型化を図ることができる。
【００４１】
ここで、磁気記録素子２及び磁気再生素子３の両側に対向する２つの辺２０ａのそれぞれの肉厚は、磁気記録素子２の反スライダ基板部側と対向する１つの辺２０ｂの肉厚より厚く形成されている。これによって、２つの辺２０ａの熱抵抗を低減して放熱量を増大することができる。
【００４２】
放熱部材２０はスライダ基板部１ａの上面１ａ１に対向して熱的に接続される平面部２０ａ２を有している。これによって、放熱部材２０の平面部２０ａ２からスライダ基板部１ａの上面１ａ１への放熱面積を確保することができる。この平面部２０ａ２の面積は２０μｍ２以上であることが好ましい。
【００４３】
そして、放熱部材２０の平面部２０ａ２からスライダ基板部１ａの上面１ａ１までの距離を近づけるほど、放熱効果が増大することが解析からわかっており、放熱部材２０の平面部２０ａ２からスライダ基板部１ａの上面１ａ１までの距離を２０μｍ以下にすると、放熱効果が高い。
【００４４】
図５に示すように、放熱部材２０の平面部２０ａ２をスライダ基板部１ａの上面１ａ１と接触させると、放熱効果は格段に高くなる。放熱部材２０の平面部２０ａ２をスライダ基板部１ａの上面１ａ１と接触させる場合の製造方法としては、まず、スライダ基板部１ａ上にアルミナ等の材料からなる下地絶縁膜を形成し、次に下地絶縁膜をイオンミリングやエッチングなどのプロセスを用いて、スライダ基板部１ａが露出するまで掘り込み、その後、掘り込んだ部分に放熱部材２０を形成すれば、図５のような放熱部材２０の平面部２０ａ２をスライダ基板部１ａの上面１ａ１と接触させることが可能となる。または、スライダ基板部１ａの上面１ａ１にアルミナ等の材料からなる下地絶縁膜を形成する前に放熱部材２０を形成し、その後、スライダ基板部１ａ上の放熱部材２０以外の部分に下地絶縁膜を形成することでも、図５のような放熱部材２０の平面部２０ａ２をスライダ基板部１ａの上面１ａ１と接触させることが可能である。
【００４５】
放熱部材２０は、浅溝面７の空気流出端側の構成要素７ａにおける薄膜ヘッド部分の面内に露出して位置するように薄膜プロセスを用いて形成されている。放熱部材２０を浅溝面７に露出して設ける代わりに、放熱部材２０の金属腐食を防ぐ観点から、浅溝面７の表面から内部に所定の距離だけ離れて（埋設して）放熱部材２０を設けるようにしてもよい。
【００４６】
スライダ１の浮上面９を形成する空気軸受面は、記録時に磁気ディスク１０に最も接近し且つ磁気記録素子２及び磁気再生素子３が設置された第１の面である素子設置面５ａと、この素子設置面（第１の面）５ａから所定の異なる深さを有する２つ以上の面である浅溝面７ａ、深溝面８とから構成され、空気軸受面に投影した放熱部材２０の位置が素子設置面（第１の面）５ａ以外の深さの面である浅溝面７ａ、深溝面８内にあるように構成している。これによって、環境温度上昇時に放熱部材２０が膨張しても、スライダ１の浮上量には影響を与えることがない。換言すれば、空気軸受面に投影した放熱部材２０の位置が第１の面内にあるように構成すると、環境温度上昇時に放熱部材２０が膨張して第１の面を局部的に突出させてしまい、スライダ１の浮上量には影響を与えることとなり、浮上量マージンの増大を招いてしまう懸念がある。
【００４７】
次に、熱突出量に係る放熱部材２０の有効性に関して図６及び図７を参照しながら説明する。図６は第１実施形態のスライダ１に対する比較例のスライダ１の要部斜視図である。この比較例のスライダ１は磁気記録素子２の反スライダ基板部側に平板状の放熱部材２０を設置したものである。図７は磁気記録素子２の発熱による熱突出量を放熱部材２０の有無及び配置形状を比較して示す特性図である。この熱突出量は磁気記録素子２からの発熱によるヘッド伝熱解析およびヘッド変形解析を用いて計算したものである。
【００４８】
図７にて明らかなように、放熱部材２０のないスライダ１よりも、比較例のスライダ１を用いた方が熱突出量を低減することができるが、これだけでは十分でなく、この第１実施形態のスライダ１を用いた場合の方が熱突出量の低減効果が大きいこと確認できる。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を図８から図１１を用いて説明する。図８は本発明の第２実施形態の磁気ディスク装置１１に用いるスライダ１の斜視図、図９は図８のスライダ１の要部斜視図、図１０は図９のスライダ１を流出端側からみた図、図１１は第２実施形態の環境温度上昇による浮上量低下を補正するメカニズムを説明する図である。この第２実施形態は、次に述べる点で第１実施形態と相違するものであり、その他の点については第１実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。
【００４９】
この第２実施形態のスライダ１は３段ステップスライダと呼ばれるものであり、この３段ステップスライダの浮上面９は実質的に平行な４種類の面から構成されている。具体的には、その浮上面９を形成する空気軸受面は、記録時に磁気ディスク１０に最も接近し且つ磁気記録素子２及び磁気再生素子３が設置された第１の面である素子設置面５ａと、素子設置面（第１の面）５ａから約５ｎｍ乃至５０ｎｍの深さを有する第２の面である超浅溝面６と、超浅溝面（第２の面）６から所定の深さを有する第３の面である浅溝面７と、浅溝面（第３の面）７より更に深くに位置する第４の面である深溝面８とから構成されている。換言すれば、第１実施形態の空気軸受面における素子設置面５ａと浅溝面７ａと間の深さに超浅溝面６が形成され、この超浅溝面６は素子設置面５ａの幅狭部の周囲に位置して設置されている。
【００５０】
この第２実施形態では、最も磁気ディスク１に近い素子設置面５、素子設置面より約５ｎｍ深い超浅溝面６、素子設置面より約１５０ｎｍ深いステップ軸受面である浅溝面７、素子設置面より約１μｍ深くなっている深溝面８の４種類である。換言すれば、図１０の超浅溝面の素子設置面からの深さＤ１、浅溝面の素子設置面からの深さＤ２、深溝面の素子設置面からの深さＤ３は、それぞれ約５ｎｍ、約１５０ｎｍ、１μｍである。ここで、素子設置面５と超浅溝面６の間の約５ｎｍの段差形成方法は、約５ｎｍのカーボン膜を酸素アッシング等の手段で除去することによって得るのが容易な方法である。
【００５１】
３段ステップスライダ１は、素子設置面５ａを小さく幅狭にして、周囲には素子設置面５ａよりわずかに低い超浅溝面６を設けたことにより、スライダ１のロール方向傾斜にかかわらず素子設置面５ａが最も磁気ディスク１に近くなることを保証でき、磁気記録素子２および磁気再生素子３の低浮上化に寄与する。また、素子設置面５ａを小さくしても超浅溝面６が空気圧力を発生し荷重を支えているので、磁気ディスク１０の微小うねりへの追従性を損なうことはないという特徴がある。
【００５２】
この第２実施形態では、磁気記録再生素子３０による発熱を磁気記録再生素子３０の側方及び反スライダ基板部側からスライダ基板部１ａに放熱させる放熱部材としての機能と、環境温度の上昇に伴って浮上面を局部的に突出させて浮上量を補正する膨張部材としての機能を兼ね備えている放熱/膨張部材２０Ａが設けられている。換言すれば、放熱/膨張部材２０Ａは、絶縁部材４の線膨張係数よりも大きい線膨張係数を有すると共に、空気軸受面に投影した放熱/膨張部材２０Ａの位置が磁気記録再生素子３０の近傍である超浅溝面（第２の面）６内に放熱/膨張部材２０Ａがあるように設けられている。これにより、環境温度が上昇した時に、超浅溝面６が磁気ディスク１側に変位し、超浅溝面６で発生する空気圧力が増加する。この空気圧力の増加によって、スライダ１の全体の浮上量が増加し、浮上量を補正する。
【００５３】
この浮上量の補正原理を図１１を用いて説明する。環境温度が上昇したとき、磁気記録再生素子３０近辺の磁気シールドや磁極の金属材料や樹脂材料とそれ以外の部分のセラミックス絶縁材料との線膨張係数差が原因で素子設置面５ａに熱突出１８が起こる。放熱/膨張部材２０Ａがない場合には、熱突出１８による浮上量の増加があるものの、図１１（Ａ）に示すように環境温度の上昇による記録再生素子３０部の浮上量低下Ｈｄｏｗｎを招き、浮上量マージンを低減できない原因の１つとなっていた。これに対して、第２実施形態の放熱/膨張部材２０Ａがある場合には、環境温度が上昇したときに放熱/膨張部材２０Ａの膨張により、図１１（Ｂ）に示すように超浅溝面６に熱突出１９が起こる。この熱突出１９によって、スライダ１の浮上量をＨｕｐだけ増大して浮き上がることで補正することが可能となり、浮上量マージンを低減することができる。この放熱/膨張部材２０Ａによる磁気記録素子２の加熱による熱突出の防止ついては、第１実施形態と同様であるため、重複する説明を省略する。
【００５４】
第２実施形態によれば、記録時及び環境温度上昇時の両方における磁気記録素子部の浮上量マージンを低減して高記録密度化及び装置の大容量化あるいは小型化を図ることができる。
【００５５】
次に、本発明の第３実施形態を図１２を用いて説明する。図１２は本発明の第２実施形態の磁気ディスク装置１１に用いるスライダ１の要部斜視図である。この第３実施形態は、次に述べる点で第１実施形態と相違するものであり、その他の点については第１実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。
【００５６】
この第３実施形態では、放熱部材２０は磁気記録素子２および磁気再生素子３のスライダ長手方向の横部分だけを囲むような形状にしている。このような形状でも、記録時の発熱のスライダ基板部１ａへの放熱経路ができるため、記録時の発熱を放熱する効果があると共に、放熱部材２０の製作を容易におこなうことができる。
【００５７】
次に、本発明の第４実施形態を図１３を用いて説明する。図１３は本発明の第３実施形態の磁気ディスク装置１１に用いるスライダ１の要部斜視図である。この第４実施形態は、次に述べる点で第２実施形態と相違するものであり、その他の点については第２実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。
【００５８】
この第４実施形態では、放熱部材２０は磁気記録素子２および磁気再生素子３のスライダ長手方向の横部分だけを囲むような形状にしている。このような形状でも、記録時の発熱のスライダ基板部１ａへの放熱経路ができるため、記録時の発熱を放熱する効果があると共に、環境温度の上昇時に熱突出による浮上量の補正効果を有し、しかも、放熱部材２０の製作を容易におこなうことができる。
また、図１２のように放熱部材２０を超浅溝面６に形成すれば環境温度上層時の素子部の熱突出を補正することが可能となり、第２の実施形態と同様の効果を得られる。
【００５９】
なお、本発明は、上述した実施形態に開示した形態に限られるものではなく、公知技術などに基づく変更を許容するものである。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１実施形態の磁気ディスク装置の斜視図である。
【図２】第１実施形態の磁気ディスク装置に用いるスライダ１の斜視図である。
【図３】図２のスライダの要部拡大図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面拡大図である。
【図５】第１実施形態におけるスライダの変形例を示す要部斜視図である。
【図６】比較例のスライダの要部斜視図である。
【図７】磁気記録素子の発熱による熱突出量を放熱部材の有無及び配置形状を比較して示す特性図である。
【図８】本発明の第２実施形態の磁気ディスク装置に用いるスライダの斜視図である。
【図９】図８のスライダの要部斜視図である。
【図１０】図９のスライダを流出端側からみた図である。
【図１１】第２実施形態の環境温度上昇による浮上量低下を補正するメカニズムを説明する図である。
【図１２】第３実施形態のスライダ流出端付近拡大図である。
【図１３】第４実施形態のスライダ流出端付近拡大図である。
【符号の説明】
【００６１】
１…磁気ヘッドスライダ、１ａ…スライダ基板部、１ｂ…薄膜ヘッド部、２…磁気記録素子、３…磁気再生素子、４…絶縁部材、５…素子設置面、５ａ、５ｂ、５ｃ…素子設置面構成要素、６…超浅溝面、７…浅溝面、７ａ、７ｂ…浅溝面構成要素、８…深溝面、９…浮上面、１０…磁気ディスク、１１…磁気ディスク装置、１２…空気流入端面、１３…空気流出端面、１４…ランプ、２０…放熱部材、２０Ａ…放熱/膨張部材、２４…金属膜、２５…絶縁部材、２６…樹脂膜、２７…コイル導体、３０…磁気記録再生素子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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